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关键词:生物统计;教学实践;立体化
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)18-0231-03
一、引言
“生物统计学”是把数学的语言引入生命科学研究领域,将所研究的问题抽象为数学问题的过程,用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料,是应用统计学的一个分支。生物学研究实践证明,只有正确应用生物统计学的原理和分析方法对生物学试验进行合理设计,对数据资料进行客观分析,才能得出科学的结论[1]。目前,从数量角度研究生命科学现象已经为大多数生物学研究者所认知,“生物统计学”为生物学的研究和探索提供了重要的方法和工具。
近年来,全国各高校生物学专业普遍加强了“生物统计学”的教学工作,使学生学习试验设计和数据收集与整理的方法,正确应用统计学原理分析和解释数据资料,为进一步学好专业课程奠定了坚实的基础。
二、生物统计学课程的特点
1.以数学知识为基础。“生物统计学”是在研究生物现象的过程中,与数学的发展相伴随逐渐发展而来的。它把生命科学中的某些具体问题抽象为数学问题,以数学概率论和数理统计为理论基础[1],这其中就必然会涉及到排列、组合、积分、导数等数学知识。例如,大数定律是用样本统计数推断估计总体参数的基础,需要掌握概率论的相关知识;在推导直线回归方程时,回归系数和回归截距的计算,是建立在最小二乘法的基础上,需要用到导数的计算;正态分布中变量的概率计算,需要了解积分的性质[1]。尽管在“生物统计学”课程学习之前,学生已经学习了“高等数学”的相关知识,但多数学生的数学基础知识仍相对薄弱,由此对学习该门课程产生畏惧心理。加上很多学生没有理解生物统计学的内涵,主观上认为该门课程就是学习数学知识的,进而导致厌学情绪。
2.概念术语多。“生物统计学”不同于生物学专业的其他课程,在学习过程中涉及很多概念术语,并且这些概念术语常成对出现[1]。例如,总体和样本、变量与常数、参数与统计数、效应与互作、准确性与精确性、频率与概率、标准差与标准误、因素与水平、相关与回归、双尾检验与单尾检验、弃真错误与纳伪错误、假设检验与区间估计等。如果不理解这些概念术语的含义,生搬硬套,在应用时就会出错,得出错误的结果。
3.计算公式多。“生物统计学”是应用统计学方法,分析和解释生命科学研究中数据资料数量上的变化,进而做出符合科学实际的推断。在学习过程中,必须要用到大量的计算公式[1,2]。如反映变异性的指标有标准差和标准误,二者的含义不同,计算公式也不同。在正态分布中,为了计算服从正态分布的变量的取值概率,通常要对变量进行标准化处理,在学习了变量标准化公式之后,接下来在应用时还需要用到平均数的标准化、平均数差数的标准化、频率的标准化、频率差数的标准化、成对数据差数平均数的标准化等公式。在直线相关与回归分析中,需要掌握相关系数、回归系数、回归截距等计算公式。尽管目前有很多统计软件可以直接对一些统计量进行计算,但学生们必须掌握和理解相关统计量计算的原理和具体内涵才能正确地应用这些统计软件。
4.课程内容连贯性较强。“生物统计学”的课程内容是承上启下、前后连贯的[1,2]。例如,概率分布是学习统计推断的基础,平均数的假设检验和区间估计是相互联系的,单因素数据资料方差分析的原理和方法是对多因素数据资料进行方差分析的基础[1]。如果学生没有掌握某一章节的内容,很可能导致后面的许多内容听不懂、难理解,陷入越听越听不懂的恶性循环。
三、教学内容的实践与探索
针对“生物统计学”课程的特点和现状,近年来,我们在教学过程中,围绕教学内容、教学方法、课程建设、考核方式等多方面进行了实践和探索,取得了较为理想的效果。
1.合理编排教学内容,提高教学效率。我校本科教学计划调整后,“生物统计学”课程安排在第三学期,周学时为2,共36学时。学生在之前已学习了“高等数学”等公共课程,“植物学”、“动物学”等专业基础课程,与本学期同时学习的还有“生物化学”。为适应生命科学的发展和对生物学人才的培养,我们按照“强化基础、突出重点、注重应用、通俗易懂”的原则合理设计安排教学内容[1]。在课堂讲授时,我们尽可能把抽象的统计学原理与生命科学的前沿或学生们感兴趣的事例进行结合,并引导学生从专业知识的角度对统计分析的结果做出科学的判断和合理的解释,这样一方面使学生感受到生物统计学与生命科学的各专业都是紧密联系的,另一方面学到的统计分析方法和试验设计原则也可以指导学生后续专业课程的学习。
作为应用性极强的课程,我们在课堂授课时一般不过多讨论数学原理,而主要偏重于统计原理的介绍和具体分析方法的应用。在有限的课堂教学时数内,对涉及到的数理统计知识多是“拿来主义”,对于一些公式,通常只进行概念上的介绍和公式上的简单推导,对有些较复杂的统计公式则只给出公式,并不要求学生掌握具体的推算过程,其目的是让学生对统计学原理和统计分析方法有较全面的了解。在章节内容上,根据具体情况进行适当删减,做到重点突出、主次分明。比如讲授方差分析一章时,以单因素数据资料的分析为例,重点介绍方差分析的基本原理、数学模型和分析步骤,对于二因素数据资料的分析则启发学生根据其基本原理和数学模型进行推理,多因素数据资料的方差分析则只介绍基本原理,其目的是培养学生对所学理论知识的应用能力,实现以素质教育为基础,以能力培养为本位的教学理念。
2.灵活运用多种教学方法。在教学过程中,我们根据教学内容,采用多种教学方法并重,对学生“授之以渔”而不是“授之以鱼”[3],充分调动学生学习的积极性和主动性,使教学相融。
问题导入法。在课堂讲授时,我们注重问题的创设。提供氛围,启发学生发现问题并思考如何解决问题[4],使学生成为学习的主人,教师则成为学生的协作者。例如,在方差分析一章讲述时,以单因素数据资料为例[1],让学生思考如何进行多组平均数之间的比较。有的学生会提出,可以采用之前学习过的两个样本平均数假设检验的分析方法对多组数据进行两两的比较,而这又引发了一些新的问题。如何解决这些问题呢?这时,我们引导启发学生将所有的数据资料作为一个整体来考虑,将数据的总变异按照其变异来源剖分成处理引发的变异(组间变异)和试验误差引发的变异(组内变异),并利用反映变异特性的方差这一统计量来表示组间变异和组内变异的大小,进而采用检验对其二者的差异进行显著性检验,由此和学生共同推导出方差分析的基本思想和分析步骤。这样,既让学生理解了方差分析的原理和应用,也培养了学生分析问题和解决问题的能力。
对比法。“生物统计学”中有很多概念都是成对出现的,其相应的公式也有着许多形式上的共同点,这就为我们进行对比法讲解提供了很好的素材。例如标准差与标准误、直线回归系数与直线相关系数、样本平均数假设检验的检验及检验等[1]。对比法讲授,既可以帮助学生记忆公式,也便于学生更好地理解公式的含义和具体应用,做到举一反三。
演绎法。“生物统计学”中有很多公式是前后联系的,存在公式的变形,运用演绎法教学可以让学生更好地理解公式的来源和内涵。例如变量的标准化公式,对于服从正态分布的变量进行标准化转换的公式(u=■)是核心,在理解这个公式含义的基础上,对于各统计数(平均数、平均数差数、频率、频率差数、成对数据差数等)进行标准化转换的公式自然也就推导出来了,从而避免了对这些公式的死记硬背。
板书与多媒体课件并行。随着电子技术、计算机技术和网络技术的发展,在教学实践中多采用多媒体课件进行授课。多体媒体课件集文字、公式编辑、图形、色彩、动画于一体,既可以插入图片和例证,也可以实现公式推导的逐步展现,图文并茂,色彩丰富,省去了板书所占的时间,可以在有限的课堂教学时间内增加教学内容,增强师生之间的互动[4]。同时,传统的板书不能完全放弃,在讲授过程中,适时穿插板书内容,可以帮助学生更好地联系已学知识。因此,在教学过程中,我们以多媒体教学为主,板书为辅,注重将这两种教学方法进行有机的结合。
3.加强实验教学,注重理论与实践的结合。“生物统计学”是一门应用学科。我们在理论教学的同时,安排了18个学时的实验课,主要目的是让学生将课堂理论知识加以应用并学会常用统计学软件的使用。生物统计学实验课在生命科学学院信息学实验室利用电子教室系统进行,教师在主控机上边讲解边操作,学生可以在自己的计算机上观察到具体的执行过程,之后可以自己进行相应的操作,然后以电子文档的形式提交实验课作业。通过实验课教学,一方面使理论知识密切联系实践,真正提高了学生的应用能力;另一方面增强了学生的兴趣,在实验课中学生不仅巩固了统计分析知识,而且利用计算机来分析数据也为相关专业课实验数据的分析奠定了基础。在运用计算机统计软件进行数据分析时,学生们也深刻意识到,尽管统计学软件功能强大,但必须对相关的统计学知识有一定的认知和理解,才能更好地使用这些软件,由此也进一步激发了学生课堂学习的动力。
4.课程资源的立体化建设。在教学过程中,我们注重加强课程资源的立体化建设。以教材为中心,我们编写了与科学出版社《生物统计学》(第四版)配套的《生物统计学学习指导》,对每一章的内容都配套了目的要求、内容提要、难点评析、例题解析、习题解答和自我测验[5],以供学生在课下进行学习和知识的扩充。同时,“生物统计学”是河南师范大学校级网络课程,学生可以通过浏览网页进行课程内容学习。在网络课程中,每章均示出了重点、难点,便于学生自学或复习掌握;同时,网络课程中丰富生动的图表资料及实例分析也有助于学生对知识点的理解。
5.考核采用笔试和实验相结合。“生物统计学”的考核成绩由期终闭卷笔试成绩(占总成绩的80%)和实验课成绩(占总成绩的20%)两部分组成。其中,闭卷考试内容偏重实用性、基础性,避开需死记硬背、理论性强而无实际用途的题目和偏题怪题,并且尽量减少需要进行计算的工作量,目的是考核学生对已学内容的掌握和应用。实验课则重点考查学生知识应用和解决实际问题的能力。这种考核方式,一方面激发了学生学习的积极性与主动性,摆脱了学生死记硬背的单纯应试模式,另一方面也强调了学生解决实际问题的能力,有助于提高学生综合运用知识的能力。
四、小结
“生物统计学”是一门理论性和实用性都很强的学科,是现代生物学研究不可缺少的工具。在教学过程中,我们注重培养学生树立统计学观念,掌握如何运用统计学原理科学设计试验,正确应用统计分析方法分析数据资料,培养学生统计学推理思维能力,并能用专业知识对推断结果加以阐释。在教学过程中,我们强调以教师为主导,以学生为主体,充分调动学生学习的主动性和积极性,在培养学生扎实理论基础知识的同时,更注重实践教学,积极引导学生去发现问题、分析问题、解决问题,切实培养学生的应用能力。
参考文献:
[1]李春喜,邵云,姜丽娜.生物统计学(第四版)[M].北京:科学出版社,2008.
[2]张恩盈,宋希云.提高《生物统计学》课堂教学效果的探索[J].农业网络信息,2011,(8):131-133.
[3]石培春,龚江,李春艳.“生物统计”课程教学探索和思考[J].中国电力教育,2012,(10):103-104.
[4]孙敏,陈艳红.启发式教学思路在CAI软件中如何体现[J].中国电化教育,2002,(6):51-52.
针对“生物统计学”课程的特点和现状,近年来,我们在教学过程中,围绕教学内容、教学方法、课程建设、考核方式等多方面进行了实践和探索,取得了较为理想的效果。
1.合理编排教学内容,提高教学效率。我校本科教学计划调整后,“生物统计学”课程安排在第三学期,周学时为2,共36学时。学生在之前已学习了“高等数学”等公共课程,“植物学”、“动物学”等专业基础课程,与本学期同时学习的还有“生物化学”。为适应生命科学的发展和对生物学人才的培养,我们按照“强化基础、突出重点、注重应用、通俗易懂”的原则合理设计安排教学内容[1]。在课堂讲授时,我们尽可能把抽象的统计学原理与生命科学的前沿或学生们感兴趣的事例进行结合,并引导学生从专业知识的角度对统计分析的结果做出科学的判断和合理的解释,这样一方面使学生感受到生物统计学与生命科学的各专业都是紧密联系的,另一方面学到的统计分析方法和试验设计原则也可以指导学生后续专业课程的学习。作为应用性极强的课程,我们在课堂授课时一般不过多讨论数学原理,而主要偏重于统计原理的介绍和具体分析方法的应用。在有限的课堂教学时数内,对涉及到的数理统计知识多是“拿来主义”,对于一些公式,通常只进行概念上的介绍和公式上的简单推导,对有些较复杂的统计公式则只给出公式,并不要求学生掌握具体的推算过程,其目的是让学生对统计学原理和统计分析方法有较全面的了解。在章节内容上,根据具体情况进行适当删减,做到重点突出、主次分明。比如讲授方差分析一章时,以单因素数据资料的分析为例,重点介绍方差分析的基本原理、数学模型和分析步骤,对于二因素数据资料的分析则启发学生根据其基本原理和数学模型进行推理,多因素数据资料的方差分析则只介绍基本原理,其目的是培养学生对所学理论知识的应用能力,实现以素质教育为基础,以能力培养为本位的教学理念。
2.灵活运用多种教学方法。在教学过程中,我们根据教学内容,采用多种教学方法并重,对学生“授之以渔”而不是“授之以鱼”[3],充分调动学生学习的积极性和主动性,使教学相融。问题导入法。在课堂讲授时,我们注重问题的创设。提供氛围,启发学生发现问题并思考如何解决问题[4],使学生成为学习的主人,教师则成为学生的协作者。例如,在方差分析一章讲述时,以单因素数据资料为例[1],让学生思考如何进行多组平均数之间的比较。有的学生会提出,可以采用之前学习过的两个样本平均数假设检验的分析方法对多组数据进行两两的比较,而这又引发了一些新的问题。如何解决这些问题呢?这时,我们引导启发学生将所有的数据资料作为一个整体来考虑,将数据的总变异按照其变异来源剖分成处理引发的变异(组间变异)和试验误差引发的变异(组内变异),并利用反映变异特性的方差这一统计量来表示组间变异和组内变异的大小,进而采用检验对其二者的差异进行显著性检验,由此和学生共同推导出方差分析的基本思想和分析步骤。这样,既让学生理解了方差分析的原理和应用,也培养了学生分析问题和解决问题的能力。对比法。“生物统计学”中有很多概念都是成对出现的,其相应的公式也有着许多形式上的共同点,这就为我们进行对比法讲解提供了很好的素材。例如标准差与标准误、直线回归系数与直线相关系数、样本平均数假设检验的检验及检验等[1]。对比法讲授,既可以帮助学生记忆公式,也便于学生更好地理解公式的含义和具体应用,做到举一反三。演绎法。“生物统计学”中有很多公式是前后联系的,存在公式的变形,运用演绎法教学可以让学生更好地理解公式的来源和内涵。例如变量的标准化公式,对于服从正态分布的变量进行标准化转换的公式(u=x-μxσx)是核心,在理解这个公式含义的基础上,对于各统计数(平均数、平均数差数、频率、频率差数、成对数据差数等)进行标准化转换的公式自然也就推导出来了,从而避免了对这些公式的死记硬背。板书与多媒体课件并行。随着电子技术、计算机技术和网络技术的发展,在教学实践中多采用多媒体课件进行授课。多体媒体课件集文字、公式编辑、图形、色彩、动画于一体,既可以插入图片和例证,也可以实现公式推导的逐步展现,图文并茂,色彩丰富,省去了板书所占的时间,可以在有限的课堂教学时间内增加教学内容,增强师生之间的互动[4]。同时,传统的板书不能完全放弃,在讲授过程中,适时穿插板书内容,可以帮助学生更好地联系已学知识。因此,在教学过程中,我们以多媒体教学为主,板书为辅,注重将这两种教学方法进行有机的结合。
3.加强实验教学,注重理论与实践的结合。“生物统计学”是一门应用学科。我们在理论教学的同时,安排了18个学时的实验课,主要目的是让学生将课堂理论知识加以应用并学会常用统计学软件的使用。生物统计学实验课在生命科学学院信息学实验室利用电子教室系统进行,教师在主控机上边讲解边操作,学生可以在自己的计算机上观察到具体的执行过程,之后可以自己进行相应的操作,然后以电子文档的形式提交实验课作业。通过实验课教学,一方面使理论知识密切联系实践,真正提高了学生的应用能力;另一方面增强了学生的兴趣,在实验课中学生不仅巩固了统计分析知识,而且利用计算机来分析数据也为相关专业课实验数据的分析奠定了基础。在运用计算机统计软件进行数据分析时,学生们也深刻意识到,尽管统计学软件功能强大,但必须对相关的统计学知识有一定的认知和理解,才能更好地使用这些软件,由此也进一步激发了学生课堂学习的动力。
4.课程资源的立体化建设。在教学过程中,我们注重加强课程资源的立体化建设。以教材为中心,我们编写了与科学出版社《生物统计学》(第四版)配套的《生物统计学学习指导》,对每一章的内容都配套了目的要求、内容提要、难点评析、例题解析、习题解答和自我测验[5],以供学生在课下进行学习和知识的扩充。同时,“生物统计学”是河南师范大学校级网络课程,学生可以通过浏览网页进行课程内容学习。在网络课程中,每章均示出了重点、难点,便于学生自学或复习掌握;同时,网络课程中丰富生动的图表资料及实例分析也有助于学生对知识点的理解。
关键词:生物统计学;教学改革;探索
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0149-02
生物统计学是数理统计在生物学中的应用,是进行搜集、分析和解释生物学数据的一门学科。近年来,生物统计学的教学工作在各高校生物类专业中普遍得到了重视。但该课程与数理统计联系密切,内容抽象,原理复杂,教师感到难教,学生感到难学。本文笔者结合自己的多年的教学实践及对统计学的理解和体会,在分析目前教学现状和问题的基础上,就如何顺应科学发展,探索改革生物统计学课程的教学内容和教学方式,激发学生的学习热情,提高课堂教学效果。谈谈自己的一些体会和探索。
一、生物统计学课程的地位
生物统计学是许多高等院校生物类专业学生开设一门必修课程,是进行现代生物学研究必不可少的工具,是培养学生科学研究和综合分析问题能力的重要课程。生物统计学主要讲授实验设计方法、数据资料收集和整理的方法、数据资料的统计分析方法以及在概率论的基础上对实验结果做出科学的统计推断,从而认识研究对象的现象和本质。因此,生物统计学已成为生物科学研究所必备的工具,能够培养和提高大学生的科学研究素养以及独立分析和解决问题的能力。
二、教学现状分析
(一)教学手段单一,学生缺乏兴趣
生物统计学是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界的各种随机现象,是搜集、分析和解释数据的一门科学。该课程中的理论抽象、概念和公式多而复杂,难以理解和记忆,导致课程的学习枯燥而单调。在教学过程中,教师是知识的传播者,是学习活动的组织者,而学习的主体是学生,教学的一切活动都必须以学生的主动性、积极性为出发点。多数高校教师在教学过程中,一般只讲授书本理论知识,忽视学生统计思维的培养,导致结课后学生对统计的理解只停留在书本中有关数据的搜集、整理、分析和推断的案例,而面对实际问题,很难利用统计原理和方法来解释和分析。这样很难培养学生的学习热情和兴趣。
(二)课程设置不合理,实践能力较差
多数高校在第三学期开设本门课程,学生虽然已经学过了高等数学,有了一定数学基础和分析归纳问题的能力,但相关专业课程尚未学习,对案例中一些专业术语不熟悉,在用专业方面的例子讲解知识点时学生理解存在困难。学生在第八学期才进行毕业设计和论文写作,需要实验设计与统计方法解决实际科研问题,但有关统计学知识完全“归还”授课老师,“重新”学习统计理论和方法进行分析问题的难度较大。笔者对农学专业166名学生2004~2005学期学生期末考试成绩和试卷进行分析,从中可以了解学生对该课程各知识点的理解和掌握程度,也为进一步改进教学手段和提高教学效果提供参考依据。考试采用闭卷形式,题型有名词解释、填空题、判断题、简答题,计算分析题。可以统计出学生成绩在各分数段的分布情况。
通过分析可以看出学生成绩基本呈正态分布,说明学生基本掌握了本课程的主要内容。通过对试卷各题型分析,可以发现试卷中学生的名词解释和简答题得分较多,且变异系数较小,说明学生对这两部基本内容掌握较好;而填空题、判断题和计算题分析题得分较少,变异系数相对较大,说明学生对本课程内容的广度和深度掌握较差,且学生间存在明显差异。分析原因,主要有以下几方面:一是学生掌握了统计学的基本理论知识,但对理论知识不能灵活运用,缺乏实践和统计思维能力;二是知识点掌握不细致,导致填空题失分严重;三是审题不细,答非所问;四是难点没有很好理解掌握,不能举一反三,灵活运用。
(三)实践课时少,软件应用差
受本课程大纲规定学时限制,目前生物类专业的课堂理论教学与统计软件上机试验不能有机结合。目前随着生物科学的快速发展,各类统计软件被广泛开发和应用,比如Excel表统计分析工具、SAS、SPSS、R语言和DPS数据处理软件等,各高校一般都是对各种统计软件进行简单的说明讲授,而不是针对不同专业学生选择合适的软件进行深入的讲解,是学生理解并掌握一类软件,并能灵活运用。导致课堂所学内容与科研实践不能紧密结合,学生利用软件分析解决科学问题的能力不能显著提高。
三、生物统计教学的改革和探索
(一)明确培养目标,优化教学大纲
生物统计是一门理论性和实用性都较强的专业基础课,该课程的教学目标应适应科技发展:培养学生掌握常用的科学试验设计方法,能运用所学的统计理论进行设计试验,对所得的实验数据进行收集、整理和统计分析,并得出科学的结论。在理论知识方面,主要讲述生物统计学的基本原理、试验设计的基本原则、常用实验设计方法、理论分布和抽样分布,统计推断和方差分析理论,常用实验设计的统计分析方法等基本知识。在技能技巧方面,应选择合适的统计软件,让学生理解并掌握上机操作所学统计软件的使用方法。
(二)改革教学方法,提高教学效果
“生物统计学”内容枯燥,公式繁多,理论抽象,单一的教学形式很容易使学生对该课程产生厌烦情绪,因此,早授课过程中,应针对不同的教学内容,改革教学方法,丰富教学手段,提高学生的注意力,培养学生的学习兴趣。
1.结合传统与现代教学手段以提高课程教学效果。根据本课程的特点和大纲要求,在课堂上,教师应借助各种现代教学手段以保证在有限的学时内完成大量的教学内容,并取得较好的教学效果。笔者认为“生物统计学”授课教师可将现代教学手段与传统板书教学结合,在推导讲解重点公式和理论时使用传统板书,帮助学生理解课程的重点难点,而使用多媒体介绍基本概念和展示图、表等信息。充分发挥利用两种不同教学方式的优势,以提高课堂学生的互动和学习兴趣,从而提高教学效果的目的。
2.加强案例教学,增强课堂教学趣味性。在理论课程的教学过程中,根据授课内容引入具体的案例,引导学生通过分析具体案例,深入浅出的将理论知识传授与实践能力培养相结合,加深对理论知识的理解和把握。“生物统计学”课程与数学及生物学其他课程联系紧密,理论抽象,难点较多,学生很难直接理解和掌握,如果教师在讲授过程中,将一些和讲授内容有关的有趣的、生动的、特别是学生学习生活中的案例引入课堂进行讲解和分析,帮助学生更好地理解理论知识和概念,调动学生的学习热行,增强课堂的趣味性。
3.加强实践教学,提高学生的科研素养。“生物统计学”是一门应用性和实践性很强的学科。在教学过程中,应加强实践教学这一环节,理论联系实际,结合科研训练,引导学生把生物统计学的理论知识运用到实验、实习等科研活动中。课堂上重点讲解理论知识及统计分析方法的同时,有针对性地对科研中的案例利用合适的统计软件进行演示分析。同时对各统计软件如SPSS、Excel、DPS等统计软件的特点和应用条件,深入浅出地讲解演示如何进行实际案例的数据分析,从而达到将抽象统计理论与实际工作相结合的目的。
(三)不断提高授课教师自身的统计素养
在课堂上,教师起主导作用,是教学活动的组织者和知识的传授者。作为“生物统计学”的授课教师应具有扎实的高等数学、数理统计基础;熟练的计算机操作和软件应用能力;较强的逻辑思维和科学研究实践能力。教好这门课教师必须不断提高自身的综合素质,首先,教师应根据这门课教学的特点和不同专业学生的需求,将统计学的应用能力和学生的素质培养目标,充分发挥教师的主导作用,调动培养学生主动学习的热情和兴趣。其次,教师要注意自身的学习,不断提高科研素养和专业实践能力。
(四)改革传统考核方式,提高学生应用能力
考核是衡量教师教学效果和学生知识掌握程度的一种重要方式。传统的考核方式主要以闭卷考试为主,侧重课程基础知识和技能的理论性考核。生物统计学的教学是培养学生综合运用统计学原理,进行试验设计、试验数据的统计、分析以及对统计结果解释的能力。因此笔者认为考核中除了理论知识外,还应加强学生的对理论知识应用性的考察。由此可将考核方式分为三部分:理论知识考核,以闭卷考试方式为主,权重占总成绩的50%;而为统计思维和应用能力考核,学生利用所学的统计学理论知识和相关软件,根据具体实验目的和要求,独立完成实验的设计,并在计算机上对数据资料进行整理、分析和统计推断,得出结论,权重占总成绩的40%;最后是平日成绩的评析,根据学生的出勤率、作业和课堂表现做出考核,权重占总成绩的10%。通过考核方式改革,希望达到能够考察学生对基本知识的掌握程度及灵活运用统计学原理和方法解决实际问题的能力的目的。同时对教师的教学效果给予一个准确的综合评价。
四、结语
对于生物统计学的教学,教师应从学生的实际情况出发,优化教学内容,提高自身知识结构和科研能力,加强实践教学,改革教学手段和考核方式,培养学生综合运用统计学原理和知识为目标,充分调动学生学习生物统计学的主动性和积极性。作为该课程的专业教师,还应紧跟时展,更新教学能容,主动学习有关本课程的新知识和技能,为提高该课程的教学质量,培养适应社会需求的统计学专才。
参考文献:
关键词:田间试验;生物统计;教学
田间试验与生物统计是高等农林职业院校农林类专业的一门基础课,主要包括田间试验和统计分析两部分内容,是进行农业科学研究所不可或缺的。通过本课程的学习,可使学生掌握基本的试验设计和统计分析方法,培养学生严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力,为以后的工作和科学研究打下基础。但本课程理论性强、内容繁多、计算公式多且难记。而现在由于招生制度的改革,高等农林职业院校文理兼招,文科学生数学基础较差,因此许多学生认为本课程是较难学习和掌握的一门课程。同时,由于学生缺乏实践经验,学习中困难很多,学习积极性和主动性较差,影响了教学效果和教学质量。通过多年教学实践,笔者发现,要提高本门课程的教学质量,应在充分认识本课程和掌握学生特点的基础上,对教学方法进行创新,以激发学生的学习兴趣,提高学生对该课程重要性的认识,让他们理解和掌握基本知识及技能,特别是要培养学生的应用能力,以提高该课程的教学质量。
一、课程特点和学生特点分析
1.课程特点分析
“田间试验与生物统计”课程具有三个明显的特点。一是理论性强,因为本课程是以数理统计为基础的应用科学,与数学有非常密切的联系,许多统计分析的理论来源于数理统计,如概率分布等,因此需要有较好的数学基础。二是公式多且复杂难记忆,不论是特征数的计算,还是概率分布的计算,或是方差分析,都有很多公式需要加以理解和记忆,如果不能掌握计算公式,则不可能完成统计分析。三是有很强的实践性,如田间试验的设计与实施、试验结果的统计分析等,必须通过实践才能掌握和运用理论知识,因此必须加强实践教学,以培养学生能力,实现教学目标。
2.学生特点分析
教学中要充分了解教学对象,因材施教是基本的教学原则。因此,在教学中应充分了解和掌握学生的特点,才能有针对性地进行教学。现在的农林类高职学生,普遍存在学习基础较差、能力不强、主动性不足等问题。此外,由于招生制度的改革,现在高等农林职业院校农林类专业都是文理兼招,学生数学基础比较差,缺乏实际生产能力,对学习本课程是十分不利的。
二、培养学生的学习兴趣
科学巨匠爱因斯坦曾经说过,“兴趣是最好的老师”,即兴趣是学生学习的动力,学生对学习有了兴趣,就会保持强烈的求知欲,从而积极主动地、心情愉快地进行学习。培养学生学习兴趣可从以下几方面入手:一是上好绪论课,激起学生兴趣;二是把握教学过程,培养兴趣;三是在教学中突破重点难点,稳定学生学习兴趣;四是开辟第二课堂,发展学生兴趣。
三、创新教学方法,提高教学质量
1.突出教学重点难点
(1)专业术语、理论分布和基本原理是重点。原理、概念、公式及计算方法是本课程的三个难点。“田间试验与生物统计”课程中概念、名词较多,如总体与样本、回归与相关、标准差与标准误等。而二项分布、t 分布、F 分布等则是统计推断的基础。小概率原理、方差分析的基本原理又是假设检验的重要组成部分,故对这些理论分布和基本原理的阐述应属重中之重,应在教学中采取恰当的教学方法突出重点难点。在教学中可通过恰当举例,便于学生理解基本原理。对于计算公式,通过反复强调,增加印象,加强练习,强化记忆等手段和方法进行强化。采用启发式教学来调动学生的主动性,引导学生注重理解。通过实践和课外辅导,解决学生学习困难。公式的运用是统计分析的关键,对计算公式正确合理的运用是要重点讲解的内容,应使学生掌握各个公式的应用条件和适用范围,以免错用。
2.灵活运用教学方法
教学是艺术。教学中,笔者尽量改进教学方法,综合采取启发式、对比法、讨论法、归纳法、演绎法等教学方法,利用图表、PPT演示等增强直观性,针对教学内容的特点采取不同的教学方法。如在讲解统计假设的步骤、方差分析的步骤等内容时,先通过实例说明每一个步骤,最后推出基本步骤。讲授直线回归和相关时,通过对比说明其各自特征、区别及它们之间的联系。在讲授总体和样本时,把一个班示作总体,将其中某几个示作样本等进行说明,使学生通过事例掌握基本概念和基本理论。
四、强化实践教学,培养学生实践能力
高等职业院校的培养目标和教学目标在于培养学生实践技能。生物统计学是一门理论性强又十分强调实践教学的学科,在加强理论的同时,应十分重视实践教学。生物统计学中的各种设计方法、试验方法和统计方法只有通过学生实践才能被学生掌握,成为学生的知识和技能。
1.开展田间试验,提高学生能力
教师要结合教学内容,鼓励学生自己选择试验课题、拟订试验计划、实施试验、统计分析试验结果,从而使学生掌握试验设计、统计分析的理论知识和技能。教师在学生实践过程中应加强指导,帮助学生解决试验中的问题,这既增强了学生进一步钻研田间试验和生物统计的兴趣,又提高了学生的能力,也体现了高等职业院校教学的实践性和实用性。
2.参与科研,提高学生能力
在教学中,笔者十分注重学生科研能力的培养。在自己承担的科研课题研究中吸收学生参与,使学生掌握科学研究的理论与方法,既提高了学生能力,又解决了实践教学的不足。笔者这几年主持的研究课题,如“弥渡县灯盏花漂浮育苗病害防控研究”“大理州烟草漂浮育苗病害防治试验”等都有学生参与,有效地培养了学生的能力。
3.充分利用现代化教学手段,提高实践教学质量
在生物统计学实践教学中,现代化教学手段的运用是十分重要的教学手段和方法,如计算机、多媒体教学等。现在的生物统计中各种统计方法在计算机中都有相应的程序可以应用,如Excel、SAS程序等。因此,通过运用计算机中相应程序的实践教学,既让学生掌握相关程序的使用方法,又是培养学生实践能力的需要。借助多媒体教学,既能形象直观地展现教学内容,又是进行实践教学的重要途径。通过多媒体展示,使学生更直观地学习和掌握了理论知识。
参考文献:
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关键词:课程整合;生物统计学;素质能力
一、生物统计学的教育现状
随着生命科学研究的飞速发展,生物统计的重要性日趋彰显。2014年LinkedIn对全球超过3.3亿用户的工作经历和技能进行分析,在公布的最受雇主喜欢及关注的25项技能中,统计分析和数据挖掘位列榜首。生物统计学是运用概率论和数理统计的原理和方法,分析和解释生物界各种现象和实验调查资料的一门学科[1],是众多高等院校中生物学、医学、药学和农学等专业的必修课程。生物统计学的教学内容前后章节关系密切,环环相扣,层层深入,具有内容多、公式多、概念多的特点。学生在学习中感到晦涩难懂,容易产生难学、厌学的思想。同时,目前生物统计学的教育还存在一些不足之处:(1)试验设计在教学中所占比例不足。生物统计学与试验设计是紧密结合在一起的,主要向人们讲授了从事科学研究的试验方法和对收集到的试验结果进行分析整理的方法。凯尔文勋爵(LordKelvin)曾说过:“当你能够衡量你所谈论的事物,并能以数字来表达它时,可以说你对它有了一些了解;而当你不能衡量或不能用数字表达时,你对它的知识就是肤浅的和不能令人满意的”。由此可见,生物统计学作为量化事物的工具和手段在科学研究中发挥着重要的作用。然而,目前该课程的设置上忽视了新形势下的教学导向,偏重统计基本方法和基本理论的介绍,忽视了试验设计的介绍。(2)生物统计学理论和社会实践的脱节,学生缺少将统计理论应用到实践中的能力。在生物统计学的教学实践中,教师偏重理论知识的讲解,使得教学内容空洞而枯燥。同时,在课程设置中未将生物统计学与专业实践课联系在一起教学,使得学生脱离了社会实践,导致学生的学习积极性不高。(3)生物统计学和医学基础课之间的分离。在课程设置上,没有将这两个学科整合在一起,学生既没有形成自己的知识框架,又没有将生物统计学的知识应用到医学基础课的学习中。
二、课程整合理论对生物统计学教学的启示
基于上述课程设置及教育中的问题,南方医科大学生物统计学系在多年的教学实践中总结构建了“课程整合”体系。早在19世纪末20世纪初,在杜威(JohnDewey)发起的进步教育运动中,就有了一种综合课程的思想,他强调在理论与实践中倡导课程整合。ParkW.J.在参考了各类界定的基础上,认为整合的课程是超越单门学科有目的地组合知识、观点和探究问题,以达到学习者对学习内容更深层的理解[2]。根据目前生物统计学的教学环境和条件,深化生物统计学课程整合涉及到课程形式、教学模式和教学资源三个方面。
(一)课程形式的整合
以南方医科大学的五年制临床医学本科课程设置为例(其它学校基本类似),主要分为公共基础课程、专业基础课程、专业课、公共选修课和实践教学五类。公共课程包括大学语文、外语和体育等;专业基础课程为学生必须掌握的专业基本理论、基本知识和基本技能的课程;专业课指从事本专业或相近专业工作所需的相关课程和专业学习的延伸课程,主要培养学生从事相应领域临床实践的初级思维和能力;公共选修课为面向全校所有本科专业开设的选修课程;实践教学分为课内和课外实践教学环节,主要培养学生的实践能力和科研能力。在课程整合中主要有:(1)生物统计学的理论课程和实践教学课程的整合,其主要目的是使学生对生物统计将来的应用领域有一个大概了解,能够正确理解和合理解释应用领域的问题,面对统计咨询对象时能和其它专业人士进行较好的沟通。(2)整合生物统计学中的应用软件和专业基础课程,如SPSS软件与生物统计学,STATA软件与流行病学,RevMan和循证医学等,通过在一个学期同时开设两门课程,使学生充分感受到应用软件的实用性,有助于对一些抽象的计算方法的理解,提高学习兴趣进而提高学习效率。
(二)教学模式的整合
南方医科大学生物统计学系实施了导师制教育,每位导师指导3到6名本科生,从三年级开始指导学生参加科研活动和统计咨询与数据处理实践。导师制教育的实施整合了理论教学和实践教学,这种教学模式变教师“主讲”为“主导”,学生“被动”为“主动”。导师制教育是运用任务驱动法,以实际案例为主线,教师为主导,学生为主体的教育方法,最终目的是培养学生实际应用统计学知识的能力[3]。学生在实际案例的教学情境下学习统计学有多重好处:第一,丰富的生活案例或科研案例激发了学生学习统计学的兴趣,驱动着学生进行不断学习,培养了学生的文献查阅能力、团体合作的能力、克服困难的能力,以及在解决案例后的自我认同感。第二,案例教学可以激发学生的主观能动性。在这样的教学模式整合中,突出了学生主体的地位。学生在老师和同学的帮助下,在完成各项小任务的过程中,逐步完善各个主题的知识体系的构建,促进知识的吸收和应用。第三,案例教学培养了学生思考、分析和解决问题的能力,锻炼了学生的逻辑思维,激发了学生的科研兴趣。几年的实践表明导师制教育的执行不仅提高学生专业统计学软件的学习成绩,同时学生真正学会了生物统计学的应用能力,能够有机地将理论和实践相结合,达到了较好的教学效果。
(三)教学资源的整合
生物统计学教学资源整合包括:教材资源的整合和网络资源的整合两方面。教材资源的整合要考虑到教材的规范性、可靠性、时代性和针对性,使学生在学习中举一反三,有效地发挥学生学习的主动性和自主性。在教材的选择采纳上,除了使用中文的本科生规划教材外,还选取了部分英文教材如《FundamentalsofBiostatistics》(RosnerB,2006,6thEdit)、《UsingMultivariateStatistics)(TabachnickBG&FidellLS,2007,5thEdit)等。网络资源的整合为生物统计学的教学提供了丰富的资源和空间,利用“微信墙”增强学生的参与和互动,突出因材施教和个性发展。同时,利用网络资源,按照“自评他评结合、堂内堂外结合”的原则,综合运用现代先进技术,注重对学生日常学习表现作出发展性评价,逐步推动形成性评价体系建设。
三、结束语
医学课程改革中的“学科细分”和“课程整合”并不矛盾,课程整合的主要目的是消除各学科教学间的壁垒,促进学术的交流;同时,课程整合有利于促进教师之间的交流和合作。在高等医学院校,我们要着眼于未来,实现基础与临床、医学与人文、公共卫生与临床医学的有机整合。
作者:关 颖 张国霞 单位:南方医科大学
参考文献
[1]叶子弘,陈春.生物统计学[M].北京:化学工业出版社,2012:2.
1.1课程较难,学生无法理解
长江大学农学院在二年级上学期开设该课程,是由于学生已经学习了《高等数学》、《线性代数》和《概率论》等该课程所必需的先修课程。但是大一学生整学期进行大类学习,农学相关的课程中仅仅学习了植物学,其他专业课基本没有开设,导致学生对农学专业十分陌生。该课程的特点之一是需要接触大量田间试验的相关实例,而学生在这方面十分欠缺,因此在理解上存在很大困难。另外,学生们从未参与过科学研究活动,也没有接触过试验设计,因此没有重视该课程,认为学不学无关紧要。从考试情况来看,考试成绩呈现正态分布,多数学生仅仅处于及格阶段。学生对基本的计算方法已经掌握,但是对细节掌握不好;且只懂得如何进行简单的统计分析,完全不懂得如何设计试验,更不了解进行科学试验需要经历哪些步骤。
1.2课程抽象,理论繁琐,公式复杂,学生毫无兴趣
《生物统计学与试验设计》是应用数理统计方面的原理和方法解释生物学现象、解释自然规律的学科,属于应用统计学的一个分支。该课程中含有大量的公式、理论和概念,十分抽象,普通学生根本难以理解。因此,学生普遍反映该课程学习起来非常枯燥,学习积极性不高,甚至有很多学生根本不上课,考试复习时直接记忆书上的公式。此外,为了改善教学效果,往往会给学生留课后作业,帮助他们理解。但是,由于作业计算量大,需要花费大量时间,导致学生对该课的学习更无兴趣。
2《生物统计学与试验设计》教学改进思路
2.1改变教学思路,多让学生参与科研,以科研带动课程教学
《生物统计学与试验设计》是一门与实践联系十分紧密的课程,因此在实践中让学生理解该课程的理论和试验设计方法显得十分必要,因此可以变抽象为具体,变繁琐为简单,收到非常好的教学效果。该课程总课时为60课时,其中理论课为50课时,实验课为10课时。可以适当增加实验课的比例,在实验课上多讲试验设计,将理论课与实验课融合起来,便于学生理解。此外,长江大学农学院连续多年来一直开展“两基三段式”教学,许多学生在大一结束时就进入老师的团队进行科学研究。对于这样的学生,任课老师可以在他们的科研活动过程中与团队老师共同指导,帮助他们正确设计试验,顺利开展科研,并且指导他们进行统计分析。对于没有参加科学研究的同学,可以由参与科研的同学组成兴趣小组,将研究过程对没有参与科研的同学进行讲解,帮助他们认识试验设计、试验过程及后期数据如何进行统计分析。此外,教师可以多给学生讲解自己科研过程中的实例,帮助学生理解。如笔者曾从事了水稻粒型基因的挖掘工作,曾经构建了一些遗传群体,并进行了不同材料之间的比较。该科研活动中需要用到的基本统计学方法包括统计描述(平均数和标准差等)、方差分析、t测验、χ2检验和相关性分析等。可在教学过程中结合这些实例给学生讲解,让他们觉得这门课不是那么遥不可及,能为自己将来进行科学研究奠定基础,由此增加他们的学习兴趣。另外,在讲解试验设计过程中,教师可以穿插一些曾经科研过程中的经验和教训,让学生明白怎么样的试验设计是好的,在设计过程中应注意哪些问题,避免以后犯错误,同时还可以起到活跃课堂气氛的作用。
2.2针对课程特点,多种教学方法相结合,达到事半功倍的效果
《生物统计学与试验设计》内容抽象,理论性强,枯燥无味,且公式繁琐、计算量大,因此单一的教学方法很容易让同学们注意力不集中,严重影响教学效果。在教学过程中,需要授课教师根据不同的教学内容采用多种不同的教学方法。目前,长江大学几乎所有教室都安装了多媒体。多媒体教学可以使学生们对生物试验有直观具体的认识,部分解决该课程抽象枯燥的缺点,而且可以加快教学进度,因此受到了学生的一致欢迎。在教学过程中,可以适当增加图片、视频等信息,增加学生的感官认识,便于学生理解,活跃课堂气氛,增加学生的学习兴趣。而在进行公式推导时,就要在黑板上一步步讲解和演算,将推导过程详细罗列出来,便于同学们掌握。在统计分析部分的讲解中,要明确学生应该掌握的重点内容,即如何读懂分析的结果,并根据结果解释生物学现象,并指导农业生产实践。在计算机高速发展的今天,统计学家已经开发出了数量庞大的统计软件,这些软件中最具代表性的有Excel、SPSS和SAS等。应当加大软件讲解的力度,着力帮助学生深入理解数据统计分析的应用范围和使用方法,使他们能正确使用软件,并能读懂软件分析的结果,能根据结果对生物学现象进行解释。此外,该课程的教学不能仅限于课堂,要逐步实行开放式教学。将教学教案等教学文件通过网络平台传给学生,建立相关的QQ群,并主动告知自己的电子邮箱,方便与学生交流。同时要定期安排答疑,遇到学生反映较多的问题,还可以找集中的时间统一、详细再讲解一遍。
3结语
关键词: 生物统计 SPSS软件 课程教学 教学效率
生物统计学是研究数据资料的收集、整理、分析和解释的科学,是用数理统计原理和方法分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门学科,是把数学语言引入具体生命科学领域进行搜集、分析和解释生物学数据的一门科学,是一门应用性很强的方法论学科。随着生物学研究不断发展,生物统计学在各领域中的应用越来越广泛。目前生物统计学已成为生物学和农业科学领域研究和实际工作必不可少的工具。生物统计学这门课程的概念和原理比较抽象,课程内容多、公式多,计算比较复杂,学生想学好、教师想教好都有一定的难度,因此怎样增强这门课程教学效果,一直是生物统计课程教师不断思考和探索的问题。
目前国内高校统计相关课程教学中辅助统计软件的种类较多,有Excel、Matlab、SPSS、Origin、SAS、S-Plus、Stata、Minitab等,但适合高等院校非统计专业可使用的软件较少。本文主要结合教学实践,阐述SPSS在生物统计课程教学中的应用。
SPSS软件是世界上应用最广泛的专业统计软件之一,在全球约有25万用户,分布于通信、医疗、银行、证券、保险、制造、商业、市场研究和科研教育等多个领域和行业,全球500强中约有80%的公司使用SPSS,而在市场研究和市场调查领域则拥有超过80%的市场占有率,与SAS并称为当今最权威的两大统计软件。
SPSS原先是statistical package for the social science(社会科学统计软件包)的缩写,SPSS的历史开始于1968年,斯坦福大学三位不同专业的研究生(两位博士生、一位硕士毕业生)编制出了世界上最早的统计软件系统,并将其命名为SPSS,随后该软件和相应成立的SPSS公司走上了持续发展的创新之路。后来随着SPSS产品服务领域的扩大和服务深度的增加,SPSS被赋予新的含义:Statistical Product and Service Solutions意为“统计产品与服务解决方案”,以反映市场的新趋势。自被IBM收购之后,SPSS每年8月中旬都会推出新版本。SPSS软件在生物统计教学中有以下优势。
功能强大:SPSS囊括了各种成熟的统计方法与模型,为统计分析用户提供了全方位的统计学算法,如方差分析、回归分析、多元统计分析方法、生存分析方法等,方法体系覆盖全面。在数据准备方面,SPSS提供了各种数据准备与数据整理技术。如利用值标签快捷录入数据、对连续型变量进行离散型转换、将几个小类别合并为一个大类别、重复记录的发现、异常数据的发现等。这些强大的数据整理技术可使数据结构、内容更易于分析。在结果报告方面,SPSS提供了自由灵活的表格功能,使制表变得更简单、直接。同时利用SPSS可绘制各种常用的统计图形,如条图、线图、饼图、直方图、散点图等,以对数据进行全面直观的展示。
兼容性好:在数据方面,不仅可在SPSS中直接进行数据录入工作,还可将日常工作中常用到的Excel表格数据、文本格式数据导入SPSS中进行分析,从而节省相当大的工作量,并且避免因复制和粘贴可能引起的错误;在结果方面,SPSS的表格、图形结果可直接导出为Word、文本、网页、Excel格式等,且目前已彻底解决中文兼容问题,用户不需任何附加设定就可以自由使用中文,并且可以在Word等软件中直接使用中文输出结果。
易用性强:SPSS之所以有广大的用户群,不仅因为它是一种权威的统计学工具,提供了强大的统计功能,还因为它是一种非常简单易用的软件。人机界面的友好、操作的简单,使得各位统计分析人员对它青睐不已。另外,SPSS向高级用户提供了编程功能,使其分析工作变得更节省时间和精力。
扩展性高:SPSS长期以来一直为竞争对手所诟病的问题主要是它对新方法、新功能的纳入速度很慢。虽然与其市场定位有关,但毕竟是一个缺陷。对此SPSS终于找到了一个很巧妙的解决办法,就是直接和强大的R语言进行对接,通过直接调用R语言的各种统计模块,直接实现对最新统计方法的调用,从而彻底解决这一问题。
总之,SPSS具有强大的统计分析与数据准备功能,方便的图表展示功能,以及良好的兼容性、界面的友好性,满足广大用户的需求,特别是广大应用统计分析人员。
生物统计这门课程大部分课时是在教授学生生物统计学基本原理和方法,在此基础上如果通过实例引入SPSS统计分析软件,教授学生利用SPSS统计分析软件掌握统计分析的方法和步骤,实现抽象统计理论与直观现象操作相结合。生物统计学课程中有一些章节介绍的统计方法的计算量很大,如样本平均数、样本标准差、u检验、t检验、方差分析、协方差分析、直线回归和相关等,以前传统教学方法是手工计算,教师花费大量时间在黑板上逐步计算不仅容易出错,学生学习起来认为特别累和烦躁。如果给学生引入统计分析软件,尤其像用户界面友好、菜单式操作SPSS统计软件,就能在讲课时一边讲解理论,一边利用统计软件对数据进行处理,省去计算的大量时间和步骤,学生只需利用SPSS统计软件处理结果,进行实例分析就可以,这样可以大大提高课堂教学效率。
SPSS无论对初学者、熟练者及精通者都比较适用,初学者入门容易,上手较快,熟练或精通者可以通过编程发挥更强大、更高级的功能。将SPSS引入生物统计教学,统计中的数据处理和数值计算变得轻而易举,教师可以把重点放在讲授生物统计学基本原理、基本理论及统计结果的分析上,同时结合专业进行实例分析,提高教学效率,加强学生应用能力培养。
参考文献:
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[关键词] 教学;临床流行病学;病因学;研究生教育
[中图分类号] G642.0;R18 [文献标识码] C [文章编号] 1673-7210(2013)05(b)-0144-03
临床流行病学是临床医学的方法学课程,通过探讨疾病的病因、发生、发展、诊断、防治和预后的规律,为临床决策提供科学依据,被广泛地应用于临床医学的许多学科领域[1]。随着现代医学模式改变及循证医学的临床应用,临床流行病学在临床科研工作中更加显现其重要性,它是临床医学重要的基础课程和科学研究必需的方法学科,是临床医学生特别是研究生等高层次人才培养的必修科目。临床流行病学因基本概念多、授课时间有限[2],目前教学上仍存在需要解决的问题。现为了适应教学发展需求,寻找不同层次进一步提高教学效果,本研究对某军校2008级研究生临床流行病学病因学大课的授课效果进行了初步分析。
1 对象与方法
1.1 对象
选择某军校2008级修临床流行病学学分的全体研究生进行研究,共发放调查问卷166份,完整有效143份,有效率为86.1%;其中,博士研究生126名,男84名,女42名,统招生89名,在职生37名,内科学专业44名,外科专业35名,眼、耳鼻喉、中医、护理等专业26名,辅诊专业21名;硕士研究生17名,其中,男10名,女7名,统招生13名,在职生4名,内科学专业9名,其他专业8名。
1.2 方法
授课前后采用统一的答卷对调查对象进行调查。内容包括姓名、专业、学号及10道判断题,错误判0分,正确判1分,记录总分。双人核查,对比查错。10个问题分别为:①病例对照研究属于描述性研究;②RR值又叫暴露比值比,是关联强度指标之一;③病例对照研究属回顾性研究,按暴露与否分为两组;④混杂因素与研究因素和疾病都有关联;⑤配比因素越多,研究越容易进行;⑥只要OR值>1,就可认为暴露因素与疾病有关联强度;⑦病例对照研究回忆偏倚不能避免;⑧队列研究可确定病因;⑨队列研究论证强度在流行病学研究设计中最高;⑩队列研究论按暴露与否分为两组,可计算暴露人年数。
1.3 统计学方法
2 结果
3 讨论
近年来,为了适应现代社会和经济发展对高素质人才的需求,我国研究生教育的招生规模年年扩大。据统计,2008年研究生招生人数为446 422人,2009年计划招生人数为510 953人。2010年研究生在校人数为1 538 416人,其中,硕士生1 279 466人,博士生258 950人[3]。研究生是各高校、研究机构和医疗单位科研的科研力量的主力军,他们在导师的指导下完成了科研从申报、立项、研究和结题的全过程,是科研项目主要参与者或完成人。因此,在校研究生的科研理念、科研素质和科研能力将直接影响各科研单位的科研水平,也直接影响我国社会和经济的发展水平。有研究调查了某高校医学研究生学位论文中常见的方法学问题发现,仅有1.8%的学位论文没有统计学错误[4]。即使已经正式发表的科研论文也存在着许多科研方法及统计学的错误。由此可见,提高研究生临床流行病学教学的有效性,提高研究生医学科研资料收集的质量和应用恰当统计学方法处理科研资料的能力,使学生真正掌握临床科研的基本方法,是当前研究生教学改革需要探讨的问题之一,对促进我国医学科研发展水平也具有重要意义。
现代医学模式已由传统的生物医学模式向生物-心理-社会医学模式转变,传统的治疗模式也将向群体、预防、保健和主动参与的模式转变。现代社会对医学人才的要求也越来越高,医生不但要具有广博的医学知识和丰富的临床经验,还要具有较高的科研素质和科研能力。在临床工作中发现问题,应用恰当的科研方法设计课题,收集临床资料,然后应用合适的统计学方法处理资料,最终科学地说明临床医学现象和解决提出的医学问题。临床流行病学作为一门新型的临床医学基础学科和方法学科已为医学界所重视,并愈来愈显示出其在科研和临床中的重要的作用。学习临床流行病学使研究生在今后的临床工作中能用临床流行病学的方法观察、思考和分析问题,对于提高研究生科研素质和科研能力无疑是非常有益的。
临床研究生开设临床流行病学课程的总学时为40学时,学时较少,但从2012级研究生开始,学校将该课程设定为研究生(包括硕士和博士)学位必修课,授课对象主要为临床型和部分科研型研究生,每年约600人。为了使学生更好地掌握这门科研方法学,结合临床研究生实际工作的特点,笔者从2008级研究生开始对课程内容实行逐步教学评估和改革。由于临床流行病学学时有限,为了在有限的学时内使学生达到更好的教学效果,笔者通过教学前后对学生进行问卷调查,了解哪些是学生容易理解的问题,哪些是其较难理解的问题,在以后的教学中将重点放在学生较难理解的问题上,对提高临床流行病学的教学效果将具有实际的意义。
本调查显示,博士研究生对第4、5、8题的理解授课前后差异不显著(P > 0.05)。第4题考查的是“混杂”的概念,说明在授课后学员对该概念理解仍有待加强。第5题考查的是“配比”的作用和实施方法,是对“混杂因素”的消除方法,仍是对“混杂”这个概念不清造成错误,该部分应加强。第8题错误原因可能是由于学员对病因学研究的作用理解不够全面。在今后研究生的授课中,需对这几个概念进一步加以阐述。笔者提一些设想:首先可提出一些问题,如什么是“混杂”、“病因学研究”的方法有哪些,采取以问题引导的教学模式――PBL[5],让学生自己在书中找答案并展开讨论,教师与学生交流互动[6]等均可以借鉴,进一步调动学生自学和参与的积极性,可能更容易加深对知识点的理解和记忆[7-8]。
硕士生第5、7、10题授课前后正确率差异无统计学意义(P > 0.05),且第6、8题授课后正确率较授课前下降。第5题博士、硕士错误率均较高,说明“混杂”这个概念较难理解,硕士虽对考查其基本概念的题目完成得较好,但对其概念的延展和引申仍有待加强。第7题错误说明其对“回忆偏倚”概念不清。第10题说明硕士研究生对队列研究的分组方法及暴露人年数的概念还没有完全理解。第6题错误说明硕士研究生对OR值的理解仍有待加强。第9题硕士学员回答的正确率较授课前下降,一方面可能与例数较少有关,一方面也说明病因学研究方法今后应加强授课。
本调查发现,博士授课效果较好,硕士授课后存在问题相对较多。说明博士在经历了硕士的学习阶段后,对科研的方法和过程都有了进一步的认识和理解,而硕士缺乏科研锻炼。对此,可以尝试运用病案举例[9-10]的教学方法,例如对霍乱的研究、吸烟与肺癌、人状瘤病毒与宫颈癌的关系等,引导学生应用流行病学研究方法去探索病因,了解各相关因素在疾病发生、发展中的作用。这样可能会缩短理论内容与临床实践的差距,让原本枯燥的流行病学规律变得生动起来,形成以科研训练为经、以教学内容为纬的兼容性教学形态及情境[11],更好地锻炼学生对临床课题进行科研设计、测量和评价的能力。
综上所述,研究生教学应针对硕士、博士对临床流行病学不同的理解程度,制定有层次的培养方式[9]。对已经掌握了一定流行病学基础的博士生,授课重点放在其容易混淆的概念和科研中用到的实际方法进行讲解。对硕士生,授课重点放在基本概念的讲述,可以尝试让学生选取不同的科研题目进行实验设计[12],使其对科研整体思路和过程有所了解,形成完整、清晰的科研体系。突出因材施教[13-14]开展更深层次的教学,使学生的学习更具方向性和目的性将成为今后的方向。
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【摘要】所谓统计思想,就是在统计实际工作、统计学理论的应用研究中,必须遵循的基本理念和指导思想。统计思想主要包括均值思想、变异思想、估计思想、相关思想、拟合思想、检验思想等思想。文章通过对统计思想的阐释,提出关于统计思想认识的三点思考。
一、关于统计学
统计学是一门实质性的社会科学,既研究社会生活的客观规律,也研究统计方法。统计学是继承和发展基础统计的理论成果,坚持统计学的社会科学性质,使统计理论研究更接近统计工作实际,在国家和社会得到广泛发展。
二、统计学中的几种统计思想
1统计思想的形成
统计思想不是天然形成的,需要经历统计观念、统计意识、统计理念等阶段。统计思想是根据人类社会需求的变化而开展各种统计实践、统计理论研究与概括,才能逐步形成系统的统计思想。
2比较常用的几种统计思想
所谓统计思想,就是统计实际工作、统计学理论及应用研究中必须遵循的基本理念和指导思想。统计思想主要包括:均值思想、变异思想、估计思想、相关思想、拟合思想、检验思想。现分述
2.1均值思想
均值是对所要研究对象的简明而重要的代表。均值概念几乎涉及所有统计学理论,是统计学的基本思想。均值思想也要求从总体上看问题,但要求观察其一般发展趋势,避免个别偶然现象的干扰,故也体现了总体观。
2.2变异思想
统计研究同类现象的总体特征,它的前提则是总体各单位的特征存在着差异。统计方法就是要认识事物数量方面的差异。统计学反映变异情况较基本的概念是方差,是表示“变异”的“一般水平”的概念。平均与变异都是对同类事物特征的抽象和宏观度量。
2.3估计思想
估计以样本推测总体,是对同类事物的由此及彼式的认识方法。使用估计方法有一个预设:样本与总体具有相同的性质。样本才能代表总体。但样本的代表性受偶然因素影响,在估计理论对置信程度的测量就是保持逻辑严谨的必要步骤。
2.4相关思想
事物是普遍联系的,在变化中,经常出现一些事物相随共变或相随共现的情况,总体又是由许多个别事务所组成,这些个别事物是相互关联的,而我们所研究的事物总体又是在同质性的基础上形成。因而,总体中的个体之间、这一总体与另一总体之间总是相互关联的。
2.5拟合思想
拟合是对不同类型事物之间关系之表象的抽象。任何一个单一的关系必须依赖其他关系而存在,所有实际事物的关系都表现得非常复杂,这种方法就是对规律或趋势的拟合。拟合的成果是模型,反映一般趋势。趋势表达的是“事物和关系的变化过程在数量上所体现的模式和基于此而预示的可能性”。
2.6检验思想
统计方法总是归纳性的,其结论永远带有一定的或然性,基于局部特征和规律所推广出来的判断不可能完全可信,检验过程就是利用样本的实际资料来检验事先对总体某些数量特征的假设是否可信。
3统计思想的特点
作为一门应用统计学,它从数理统计学派汲取新的营养,并且越来越广泛的应用数学方法,联系也越来越密切,但在统计思想的体现上与通用学派相比,还有着自己的特别之处。其基本特点能从以下四个方面体现出:(1)统计思想强调方法性与应用性的统一;(2)统计思想强调科学性与艺术性的统一;(3)统计思想强调客观性与主观性的统一;(4)统计思想强调定性分析与定量分析的统一。
三、对统计思想的一些思考
1要更正当前存在的一些不正确的思想认识
英国着名生物学家、统计学家高尔顿曾经说过:“统计学具有处理复杂问题的非凡能力,当科学的探索者在前进的过程中荆棘载途时,唯有统计学可以帮助他们打开一条通道”。但事实并非这么简单,因为我们所面临的现实问题可能要比想象的复杂得多。此外,有些人认为方法越复杂越科学,在实际的分析研究中,喜欢简单问题复杂化,似乎这样才能显示其科学含量。其实,真正的科学是使复杂的问题简单化而不是追求复杂化。与此相关联的是,有些人认为只有推断统计才是科学,描述统计不是科学,并延伸扩大到只有数理统计是科学、社会经济统计不是科学这样的认识。这种认识是极其错误的,至少是对社会经济统计的无知。比利时数学家凯特勒不仅研究概率论,并且注重于把统计学应用于人类事物,试图把统计学创建成改良社会的一种工具。经济学和人口统计学中的某些近代概念,如GNP、人口增长率等等,均是凯特勒及其弟子们的遗产。
2要不断拓展统计思维方式
统计学是以归纳推理或归纳思维为主要的逻辑方式的。众所周知,逻辑推理方式主要有两种:归纳推理和演绎推理。归纳推理是基于观测到的数据信息(尤其是不完全甚至劣质的信息)去产生新的知识或去验证一个假设,即以所掌握的数据信息为依据,归纳得出具有一般特征的结论。归纳推理是要在数据信息的基础上透过偶然性去发现必然性。演绎推理是对统计认识能力的深化,尤其是在根据必然性去研究和认识偶然性方面,具有很大的作用。
3深化对数据分析的认识
任何统计研究都离不开数据分析。因为这是得到统计研究结论的必要环节。虽然统计分析的形式随时代的推移而变化着,但是“从数据中提取一切信息”或者“归纳和揭示”作为统计分析的目的却一直没有改变。对统计数据分析的原因有以下三个方面:一是基于同样的数据会得出不同、甚至相反的分析结论;二是我们所面对的分析数据有时是缺损的或存在不真实性;三是我们所面对的分析数据有时则又是海量的,让人无从下手。虽然统计数据分析已经经历了描述性数据分析(DDA)、推断性数据分析(IDA)和探索性数据分析(EDA)等阶段,分析的方法技术已经有了质的飞跃,但与人类不断提高的要求相比,存在的问题似乎也越来越多。所以,我们必须深化对数据分析的认识,围绕“准确解答特定问题并且从数据中获取一切有效信息”这一目的,不断拓展研究思路,继续开展数据分析方法技术的研究。
参考文献:
陈福贵.统计思想雏议[J]北京统计,2004,(05).
庞有贵.统计工作及统计思想[J]科技情报开发与经济,2004,(03).